全國科技創新中心的科技創新能力評價研究
——以我國31個省區市比較分析為例

王彥博，姚 黎

（北京科技創新研究中心，北京 100035）

2016年7月，國務院印發了《“十三五”國家科技創新規劃》，明確支持北京、上海建設具有全球影響力的全國科技創新中心，推動國家自主創新示范區和高新區創新發展，建設帶動性強的創新型省區市和區域創新中心，系統推進全面創新改革試驗。2014年和2017年，習近平總書記兩次視察北京并發表重要講話，明確了北京“四個中心”的城市戰略定位，強調北京最大的優勢在科技和人才，要以建設具有全球影響力的科技創新中心為引領，抓好“三城一區”建設，努力打造北京經濟發展新高地，為科技創新中心建設提供了根本遵循。國務院2016年印發《北京加強全國科技創新中心建設總體方案》，明確了北京加強全國科技創新中心建設的總體思路、發展目標、重點任務和保障措施。黨的十九大進一步對加快建設創新型國家進行系統部署，為科技創新中心建設擘畫了新藍圖。

推動北京、上海建設成為具有全球影響力的全國科技創新中心，是黨中央賦予的重大戰略任務，也是北京、上海發揮自身優勢，服務國家發展的重大歷史使命，同實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興的中國夢緊密相連。本文以中國31個省區市為例，設計了全國科技創新中心評價指標體系，基于主成分分析法（principal components analysis，PCA）研究構建全國科技創新中心的科技創新能力評價模型，旨在通過全面詳實、客觀公正的比較研究，全方位分析全國科技創新中心創新驅動發展的新趨勢、新特點，從中分析問題總結規律，加快形成創新發展新動能，支撐與服務具有全球影響力的全國科技創新中心建設。

1 相關文獻綜述

目前國內研究主要集中在我國各個區域的科技創新發展能力以及全國科技創新中心建設路徑對策等方面。例如：胡曙虹等[1]以硅谷為例總結了三螺旋理論中大學、企業、政府三類創新主體在全球科技創新中心形成過程中的作用，并借鑒創新生態系統理論解析各創新主體和要素的特征以及創新環境的重要性。陳搏[2]概括了全球科技創新中心的定義、內涵和特點，探尋其演變的一些規律，在對現有科技創新中心評價文獻成果分析的基礎上，初步構建了全球科技創新中心評價指標體系。肖林等[3]通過分析全球科技創新中心演進規律，詳細研究了上海建設成為具有全球影響力的科技創新中心的戰略思路與相關舉措。杜德斌[4]通過分析全球科技創新中心的主要特征，提出了上海建設成全球具有影響力的科技創新中心的目標定位和戰略路徑。閆傲霜[5]詳細研究了北京建設成為全國科技創新中心的核心定位及其輻射帶動效應。林萍等[6]建立區域科技創新能力評價指標體系和模糊物元評價模型，利用熵賦權法確定指標權重對2001—2011年新疆科技創新能力進行評價分析，得出新疆科技創新能力的評價結果，最后提出優化科技創新環境、增加科技創新投入、提高科技創新產出和科技創新成效的建議。張春強等[7]運用社會科學統計軟件SPSS21，對武漢“1+8”城市圈區域科技創新能力進行實證分析與綜合評價，并分析了其科技創新能力建設障礙與發展潛力。伍建民[8]分析了北京建設全國科技創新中心的特征與功能，研究了科創中心內涵及未來發展形勢并提出相關措施。龐立艷等[9]結合“十一五”以來的數據開展實證分析，客觀反映十年間的發展趨勢，構建了一套監測指標體系，同時探索北京技術市場在支撐全國科技創新中心建設中存在的問題。趙崢等[10]研究了北京建設成為全國科技創新中心的戰略路徑并建立了相關評價指標體系。李妍等[11]按照國際接軌、橫縱可比、動態開放的原則，編制一套體現新常態下廣東科技創新發展特點的綜合評價指標體系，逐年測算廣東科技創新指數，客觀評價全省創新驅動發展以及新舊動能轉換的績效。祝新等[12]采用灰色關聯分析方法，構建了區域科技創新能力的多層次灰色關聯分析評價模型，對我國內地29個省份的科技創新能力進行了實證分析。李福等[13]通過分析創新資源的集聚與利用模式，研究了全球創新中心的形成以及對中國建設創新中心的政策建議。楊海麗[14]引入高分子化學領域的配位聚合理論對北京懷柔科學城建設進行了系統而深入的理論解析。童愛香[15]系統梳理京津冀地區在科技創新投入和科技成果產出兩大方面的基本情況，從全國的視角對京津冀地區科技創新能力進行客觀、全面、可靠的定位。熊國經等[16]基于E－TOPSIS改進的因子分析法，對泛珠三角洲各省2010—2014年的科技創新能力的發展水平的橫向和縱向進行比較，并提出相關建議。王亞偉等[17]通過建立區域科技創新能力評價指標體系，利用改進的模糊綜合評價模型對河南省的區域科技創新能力進行了綜合評價。王濤等[18]在構建區域科技創新能力和技術產業化評價指標的基礎上，運用聚類分析法，對我國內地30個省、自治區和直轄市的區域科技創新能力與技術產業化現狀進行了研究，并歸納出其分布特征。朱新玲等[19]選取長江經濟帶作為研究對象，對帶內11個省區市2013—2015年的科技創新能力進行綜合評價和發展變化研究。

通過對現有文獻研讀發現：（1）目前在全國科技創新中心的科技創新能力評價研究方面尚無相關文獻。前人相關研究方向大多集中在區域科技創新能力，如武漢、廣東、長江經濟帶、河南、新疆等地，而對全國科技創新中心北京、上海的研究成果僅限于戰略路徑、核心功能等理論方面，缺少構建模型的數據實證研究。（2）現有研究的科技創新能力的評價指標體系不一致，仍需進一步完善。部分成果評價指標選取多而全，但由于數據收集統計的難度較大導致停留在指標體系建立環節，無法通過建模實證；部分成果評價指標選取少而精，則導致評價體系無法有效完整的體現科技創新能力。因此，針對目前現有研究的不足，本文在有效性、客觀性、全面性的構建原則基礎上，建立全國科技創新中心科技創新能力評價指標體系，并結合我國31省區市數據，采用主成分分析法構建全國科技創新中心的科技創新能力評價模型，并通過模型分析提出相關對策及建議，以期推動全國科技創新中心的建設與發展。

2 全國科技創新中心的科技創新能力評價模型的建立

2.1 模型建立的方法——主成分分析法

主成分分析法是一種降維的統計方法，它通過一個正交變換，將其分量相關的原隨機向量轉化成其分量不相關的新隨機向量，在代數上表現為將原隨機向量的協方差陣變換成對角形陣，在幾何上表現為將原坐標系變換成新的正交坐標系，使之指向樣本點散布最開的p 個正交方向，然后對多維變量系統進行降維處理，使之能以一個較高的精度轉換成低維變量系統，再通過構造適當的價值函數，進一步把低維系統轉化成一維系統[20]。由于模型選取的評價指標較多，為了能夠更好地反映全國科技創新中心的科技創新能力，本文在運用Matlab軟件的基礎上選用主成分分析法建模，使問題簡單清晰化，從而得到更加科學有效的數據信息和結論。

2.2 模型評價指標體系的設計原則

為更好地體現全國科技創新中心的內涵和價值，在建立評價指標體系時，應重點遵循以下三項原則。第一，完整性與代表性相結合。全國科技創新中心的科技創新能力評價指標體系是各個要素的集成統一，既要避免指標體系過于冗雜，又要避免由于指標過于單一而影響模型結果。因此評價指標選取也需要具有代表性，在能基本保證評價結果的客觀性、全面性的條件下，指標體系盡可能簡化，減少或去掉一些對評價結果影響甚微的指標。第二，科學性與前瞻性相結合。指標體系設計緊密圍繞中央對全國科技創新中心的定位，以期通過模型評價指標結果來引導實際科技創新工作；同時，在模型評價指標中注重篩選能夠代表原始創新能力的相關指標，重點關注其輻射帶動影響力。第三，客觀性與準確性相結合。在指標選取及模型計算過程中，保證數據的客觀性和準確性，使模型結果能夠更加真實、完整的反映全國科技創新中心的科技創新能力。

2.3 全國科技創新中心的科技創新能力評價指標及數據的選取

全國科技創新中心的科技創新能力評價指標體系應包含研究與試驗發展人員、專利情況等多方面的綜合性指標，本文基于以上模型評價指標體系的三個設計原則，根據全國科技創新中心的特點，將其科技創新能力評價指標體系分為兩個層次，即4個一級指標和25個二級指標（如表1）。

一級指標“創新環境吸引力”（X1）包含5個二級指標，主要體現全國科技創新中心對高端人才引進、科研項目落地等能力，反映科技創新活動所依賴的外部環境和相關保障；一級指標“創新資源集聚力”（X2）包含6個二級指標， 主要體現了全國科技創新中心對研發資源、科技人才等的集聚能力，是其發展的根本與起點；一級指標“創新服務影響力”（X3）包含5個二級指標，主要體現了政府和社會在促進科技創新發展的服務職能和引導作用，一是在科普教育方面，另一方面則是加快對中小科技企業孵化方面；一級指標“創新產出輻射力”（X4）包含9個二級指標，主要體現全國科技創新中心的科技創新活動所產生的社會影響與經濟效果，反映出科技創新的進步對城市地區經濟發展的作用，以及對國家科技創新驅動戰略和區域協調發展的貢獻程度。

3 模型計算結果及分析

3.1 樣本選取與數據收集

由于目前北京、上海作為國家建設全國科技創新中心的重點城市，本文一共選取我國31省區市作為研究樣本進行比較研究，并按照表1構建的全國科技創新中心的科技創新能力評價指標體系進行數據收集，數據來源于各省區市2016年統計年鑒及科技年鑒的數據統計。

3.2 特征值及方差貢獻率的計算

首先通過Matlab軟件進行KMO檢驗，判斷本文的變量數據是否能進行主成分分析運算。通過程序計算得：KMO=0.666 1，表明可以進行主成分分析運算。

應用主成分分析方法，將31省區市的25個特征參數值建立一個31×25的原始矩陣，可求得成分特征值、方差貢獻率和累計貢獻率，如表2所示。

表2 我國31省區市樣本變量的特征值、方差貢獻率和累計貢獻率計算結果

表2（續）

3.3 確定主成分

根據上述計算結果，我們選取貢獻率最高的4個主成分進行分析，其累計貢獻率為92.6%，故只需求出這4個主成分即可。在確定了這4個主成分的基礎上，利用Matlab程序，計算出主成分的得分系數矩陣，如表3所示。

表3 我國31省區市樣本變量的主成分得分系數

從表3中可以看出，第一主成分主要與研究與試驗發展投入經費有關，這部分指標直接反映了地區對科技的投入水平與力度，這也是推動創新驅動發展、持續創造新的經濟增長點的基礎與保障；第二主成分主要與專利情況等指標有關，反映出原始創新是最根本的創新，是引領和驅動科技發展社會進步的源泉；第三主成分主要與創新資源有關，具體包含充沛的科研基金支持、領先的科研機構、高水平的科研基礎設施和豐富的科研工作機會等；第四主成分主要與其輻射帶動能力有關，這部分指標體現了全國科技創新中心在其創新網絡中所發揮的樞紐作用，進而輻射帶動區域創新協同發展的能力。

3.4 續評價模型結果及分析

根據表3，可以計算主成分得分，并可根據各主成分因子的貢獻率為權數計算綜合得分，其表達式為：

根據式（1）計算得31省區市科技創新能力的綜合得分并進行排名，具體見表4、圖1所示。

表4 31省區市2016年科技創新能力評價綜合得分

表4（續）

圖1 31省區市2016年科技創新能力評價綜合得分及排名

結合表4、圖1通過綜合分析對比可知，樣本31省區市的科技創新能力評價綜合得分結果呈現為4個梯隊，第一梯隊是北京，得分最高排名第一，遙遙領先于其他省區市；第二梯隊是江蘇、廣東、浙江、上海等沿海經濟較為發達的省區市；第三梯隊是河南、安徽等中部地區省區市，這些省區市具有較好的發展潛力與基礎；第四梯隊是青海、西藏等內陸省區市，經濟科技等則相對較為落后。其中，綜合得分排名優秀省區市的共有特征主要表現為四方面：一是研究與試驗發展經費投入高，科技領域的投入占地區生產總值的比例高；二是原始創新能力強，具有大量原創性科研成果與創新專利；三是具有良好的創新資源，表現在充沛的科研基金支持、領先的科研機構、高水平的科研基礎設施和豐富的科研工作機會等；四是具有一定的輻射帶動能力，能引領帶動區域創新協同發展，充分發揮科技創新中心的樞紐作用。

4 結論及建議

本文基于Matlab軟件，運用主成分分析法，建立全國科技創新中心科技創新能力評價指標體系，并結合2016年我國31省區市數據，采用主成分分析法構建全國科技創新中心的科技創新能力評價模型，結果顯示，我國各省區市科技創新能力兩極化嚴重，北京位居榜首，江蘇等沿海經濟發達地區次之，中部具有一定發展潛力和基礎的省區市緊隨其后，而內陸不發達省區市則較為落后。科技創新能力較高的省區市共有特征表現在四方面：一是研究與試驗發展經費投入高；二是原始創新能力強；三是具有良好的創新資源；四是具有一定的輻射帶動能力。此外，本文由于部分指標數據較難收集，在指標體系設計時未納入體系中，未來有待進一步加強相關數據的收集，使全國科技創新中心科技創新能力評價模型更趨于科學性與客觀性。

根據分析結果，本文以位居榜首的北京市為例，對北京建設全國科技創新中心提出以下建議：

（1）加強基礎研究布局力度，主動承接國家重大任務，強化核心技術攻關，服務國家創新戰略。一是要加強與國家自然科學基金聯動，支持在數學、物理、材料、生命科學等基礎研究領域 的自由探索。支持北京大學、清華大學等高校院所的前沿科學中心建設，打造我國相關基礎前沿領域代表性的創新中心。二是要積極設立培育專項，重點開展網絡系統安全、信息內容安全、電磁空間安全等基礎前沿和關鍵技術攻關，服務保障網絡空間安全國家實驗室在京布局，支持開展前沿交又研究，為相關領域國家實驗室落地培育力量，支持北京地區科研機構、高等學校、企業積極承擔國家重點研發計劃，圍繞“三個面向”，開展重大科學問題、重大共性關鍵技術和產品研發。

（2）充分發揮全國科技創新中心優勢，積極“搭平臺、建機制、引人才”，營造良好創新環境。一是依托國家重大科研平臺及新型研發機構，支持各類用人主體圍繞基礎研究、應用基礎研究和關鍵技術攻關，引進具有全球視野和國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才、科技成果轉移轉化骨干人才和優秀青年人才。進一步完善科技重大任務和重大專項立項機制，引入第三方機構對研究領域及科研團隊進行評價，形成人才、平臺、項目“三位一體”的工作格局。二是構建多層次、具有良好流動性的資本市場，利用好科創板，發揮北京市科技創新基金作用，為原始創新和科技成果轉化注入新動力。積極推進組建子基金，并與其他優質基金合作，打造科創基金科技投資的生態鏈。持續優化營商環境，加強為企業量身定做信息包、政策包、專項包三類個性化“服務包”，著力為創新企業提供應用場景。

（3）進一步推動建設“三城一區”主平臺，強化體制機制創新，引領區域聯動發展。一是要聚焦中關村科學城。在新一代信息技術、生命健康等領域系統布局基礎前沿和關鍵核心技術研究，推動構建城市創新文化和創新生態，推動產生一批全球領先的顛覆性和引領性科技成果，培育和發展具有全球影響力的創新型領軍企業和“專精特新”的隱形冠軍。二是突破懷柔科學城。聚焦物質、空間、地球、生命、智能等五大科學方向，加快綜合極端條件、地球系統數值模擬、 高能同步輻射光源等大科學裝置以及交叉研究平臺建設，加強重大科技項目布局和國際頂尖人才集聚，持續推動一批高質量科技成果落地轉化。三是搞活未來科學城。支持“一企一策”盤活央企存量資源， 鼓勵和引導央企研發機構進行混合所有制改革，推動入駐單位加大研發投入，將科研資源向社會開放，引入多元創新主體，著力增強創新要素的活力。四是升級北京經濟技術開發區。聚焦新能源智能汽車等戰略性主導產業，支持加強創新源頭的產業落地和市場轉化，培育一批具有自主知識產權的高成長創新型企業，加快培育千億級創新型產業集群。推動科技創新與硬技術制造相結合，加快實現從產業聚集向產業引領、從制造向創造的轉變。五是支持各區創新發展。建立全市高精尖產業重點項目協調推進機制、跨區利益共享機制和考評機制，引導各區按照定位進一步聚焦主業，實現錯位發展。

（4）積極發揮全國科技創新中心輻射帶動作用，加大科技成果轉化推進力度，打造科技創新高地。一是狠抓高精尖產業發展政策落地。加強醫藥健康、人工智能、新材料、新能源、科技服務業等高精尖產業的重大項目前瞻布局，培育產業“風口”，積蓄發展動能，深入實施北京智源行動計劃，聚焦共享數據、智能計算編程框架和算力基礎設施，推動算法開源，搭建開放計算平臺，全鏈條推動產業發展。二是建設科技成果轉化統籌協調服務平臺。完善與在京高校、院所科技成果轉化對接機制，支持建設一批中試熟化和成果承接基地，引導科技成果在京落地轉化。引導各區進一步聚焦重點，配強工作機構和人員，制定導向明確的鼓勵政策，精準推動符合發展定位的成果落地轉化。三是推動區域協同發展。通過發揮科技條件平臺、技術市場等渠道作用，將全國科技創新中心的新技術、新產品、新成果，以資源共享和技術輸出輻射帶動全國創新發展。四是提升國際科技合作水平。積極拓展國外科技創新合作渠道，實施“一帶一路”科技創新北京行動計劃，大力推進科技創新人文交流、共建聯合實驗室、科技園區合作、技術轉移等工作，促進與“一帶一路”沿線國家科技資源共享與合作。積極融入全球科技創新網絡，探索實施伙伴實驗 計劃，搭建長期穩定的科研合作平臺。推動國內孵化器在海外設立分支機構，在北京建立跨境創新孵化平臺，鏈接全球創新資源，不斷增強在全球科技競爭中的影響力和話語權。